FR2591753A1 - Procede d'auto-etalonnage pour des condensateurs dans un circuit integre monolithique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne l'ajustement automatique de valeurs de capacités dans un circuit intégré. Le procédé de l'invention s'applique à des condensateurs principaux 14, 16, 18 à chacun desquels est associé un ensemble respectif de condensateurs d'ajustement 20, 22, 24 ; 26, 28, 30, 32 ; 34, 36, 38, 40, 42. Il comprend les opérations consistant à connecter séquentiellement des condensateurs d'ajustement en parallèle avec un condensateur principal et à déterminer si la capacité parallèle résultante est supérieure ou inférieure à une capacité de référence. Dans le premier cas, le condensateur d'ajustement est déconnecté tandis que dans le second cas il est laissé connecté. Pour ajuster le condensateur principal de capacité immédiatement supérieure, la capacité résultante finale est connectée en parallèle avec la capacité de référence pour former une nouvelle capacité de référence. Application aux convertisseurs analogique-numérique de précision. (CF DESSIN DANS BOPI)
Description
La présente invention concerne de façon générale
les circuits électroniques, et elle porte plus particulière-
ment sur un procédé pour former un réseau étalonné de valeurs
de capacité présentant une pondération binaire dans un cir-
cuit intégré monolithique. Les convertisseurs analogique-numérique du type à approximations successives comprennent généralement un réseau de composants consistant en résistances ou en condensateurs de précision à pondération binaire. De façon idéale, dans un tel réseau à pondération binaire, chaque élément du réseau a une valeur de résistance ou de capacité exactement égale à la
moitié de celle d'un autre élément du réseau. Dans des con-
vertisseurs analogique-numérique ayant plus de 14 bits, il a
été jusqu'à présent difficile et coûteux d'obtenir la préci-
sion extrêmement élevée qui est nécessaire pour les compo-
sants. Un autre procédé qu'on a utilisé pour réaliser un tel réseau de composants pour l'utilisation en association avec un convertisseur analogique-numérique, consiste dans l'ajustement par laser de résistances en Nichrome. Cependant, indépendamment de la précision avec laquelle les composants à pondération binaire peuvent être fabriqués initialement, des erreurs de conversion apparaissent obligatoirement du fait de changements résultant de la température et d'une dérive à long terme des valeurs des composants. Par conséquent, il est souhaitable d'étalonner de temps à autre le réseau de valeurs
de composants. On appelle circuits à auto-étalonnage des con-
vertisseurs analogique-numérique qu'on peut étalonner -après
la fabrication initiale et sans utiliser de composants exter-
nes. Pour satisfaire des exigences de taille, de fiabilité et d'ordre économique, il est souhaitable qu'un tel circuit à auto-étalonnage n'utilise que des composants qui conviennent pour la fabrication dans un circuit intégré monolithique avec
la technologie de fabrication actuelle.
Un circuit à auto-étalonnage qui a été proposé uti-
lise un réseau de condensateurs MOS fabriqués initialement
avec des valeurs aussi proches que possible des valeurs idéa-
les pondérées de façon binaire. On peut réaliser le circuit
proposé en utilisant la technologie CMOS ou NMOS classique.
Pendant l'étalonnage, on mesure des erreurs sur des valeurs de capacité et on les enregistre dans une mémoire sous la forme de codes numériques. On soumet ces codes numériques à une manipulation arithmétique, et on les utilise pour produire
une tension analogique que le convertisseur numérique-analogi-
que utilise pour corriger l'erreur connue. Le circuit proposé est assez complexe et le processsus consistant à générer une tension d'erreur et à l'utiliser pour corriger l'erreur connue
peut lui-même ne pas être exempt d'erreur.
Il existe donc un besoin portant sur un procédé pour ajuster les valeurs d'un ensemble de capacités dans un circuit intégré monolithique, de façon que l'ensemble de capacités
forme une séquence de valeurs présentant une pondération bi-
naire extrêmement précise. Il est en outre souhaitable que la mise en oeuvre de ce procédé puisse être répétée de temps à autre pour étalonner continuellement le réseau de valeurs de capacité.
Selon un autre aspect de l'invention, il est souhai-
table qu'une procédure d'auto-étalonnage pour un réseau de
capacités à pondération binaire dans un convertisseur analo-
gique-numérique soit accomplie continuellement et soit trans-
parente pour l'utilisateur du convertisseur analogique-numéri-
que.
La présente invention procure un procédé pour l'au-
to-étalonnage de capacités dans un réseau de capacités à pon-
dération binaire. On utilise le procédé en association avec un circuit qu'on peut fabriquer aisément et économiquement
avec la technologie de fabrication MOS présente, pour 1' incor-
poration de ce circuit dans un circuit intégré monolithique.
Le procédé d'auto-étalonnage consiste en une procédure à plu-
sieurs étapes qu'on peut mettre en oeuvre continuellement d'une manière entrelacée avec d'autres opérations des circuits,
comme des opérations de conversion d'un convertisseur analogi-
que-numérique. L'invention sera mieux comprise à la lecture.de la
description qui va suivre d'un mode de réalisation prf érée et
en se référant aux dessins anrnexés sur lesquels la figure LAest un schéma électrique représentant un circuit qu'on peut utiliser pour former une séquence de valeurs de capacité à pondération binaire conformément à la présente invention; la figure lB est un schéma électrique représentant une réalisation à l'aide de transistors MOS des éléments de commutation de la figure lA;
la figure 2 est un organigramme qui illustre un pro-
cédé conforme à l'invention pour ajuster un ensemble de capa-
cités de façon a former approximativement une séquence de va-
leurs à pondération binaire; les figures 3A et 3B sont des schémas électriques qui illustrent un procédé pour déterminer si une capacité est
plus grande ou plus petite qu'une autre -
la figure 4 est un schéema électrique qui représente une partie d'un convertisseur analogique-numérique utilisant un circuit d'auto-étalonnage conforme à l'invention; et la figure 5 est un diagramme séquentiel qui illustre un procédé conforme à l invention pour entrelacer l'étalonnage
du réseau de condensateurs dans le convertisseur analogique-
numérique de la figure 4.
En considérant maintenant la figure lA, on voit un circuit qu'on peut utiliser pour former une séquence de valeurs de capacité à pondération binaire, conformément aux procédés de l'invention. Le circuit de la figure lA est désigné de façon
générale par la référence 10. Le circuit 10 comprend un compa-
rateur de tension 12, un condensateur de référence désigné par CREF, un ensemble de condensateurs principaux comprenant des
condensateurs 14, 16 et 18, un premier ensemble de condensa-
teurs d'ajustement comprenant des condensateurs 20, 22-et 24, un second ensemble de condensateurs d'ajustement comprenant des condensateurs 26, 28, 30 et 32, et un troisième ensemble de condensateurs d'ajustement comprenant des condensateurs 34, 36, 38, 40 et 42.
Une borne de chacun des condensateurs dans le cir-
cuit 10 est connectée à un noeud flottant 44. Le condensateur
de référence CREF peut être connecté par un élément de commu-
tation 46 soit à un noeud de masse (GND), soit à une tension
de référence VREF.
Chacun des condensateurs d'ajustement 20, 22, 24 du premier ensemble de condensateurs d'ajustement est associé au condensateur principal 14 et peut être connecté en parallèle
avec le condensateur principal 14 ou à GND, par l'intermédiai-
re des éléments de commutation respectifs 48, 50 et 52. De façon similaire, chacun des condensateurs d'ajustement 26, 28, et 32 est associé au condensateur principal 16 et peut être connecté en parallèle avec le condensateur principal 16 ou à
GND, par l'intermédiaire des éléments de commutation respec-
tifs 54, 56, 58 et 60. De la même manière, chacun des conden-
sateurs d'ajustement 34, 36, 38, 40 et 42 est associé au con-
densateur principal 18 et peut être connecté soit en parallèle
avec le condensateur principal 18, soit à GND, par l'intermé-
diaire des éléments de commutation respectifs 62, 64, 66, 68
et 70.
L'entrée positive du comparateur de tension 12 est connectée à GND et l'entrée négative est connectée au noeud flottant 44. Le comparateur de tension 12 fournit un signal de sortie RESULTAT. Le signal RESULTAT peut être appliqué au
noeud flottant 44 par l'intermédiaire d'un élément de commu-
tation 72.
La capacité qui résulte de la combinaison en paral-
lèle du condensateur principal 14 et de son premier ensemble associé de condensateurs d'ajustement, peut être connectée par l'intermédiaire d'un élément de commutation principal 74
soit à la tension de référence VREF, soit à GND. De façon si-
milaire, la capacité qui résulte de la combinaison en paral-
lèle du condensateur principal 16 et de son second ensemble associé de condensateurs d'ajustement peut être connectée par l'intermédiaire de l'élément de commutation principal 76 soit à la tension de référence VREF, soit à GND; e.t la capacité qui résulte de la combinaison en parallèle du condensateur
principal 18 et de son troisième ensemble associé de conden-
sateurs d'ajustement peut être connectée par l'intermédiaire d'un élément de commutation principal 78 soit à la tension de
référence VREF, soit à GND.
Le but recherché avec l'exemple de circuit de la figure 1A est de former une séquence de valeurs de capacité à pondération binaire, dans laquelle la capacité associée au
condensateur principal 14 soit la moitié de la capacité ré-
sultante associée au condensateur principal 16, et soit le quart de la capacité résultante associée au condensateur
principal 18.
Au niveau de la conception, on doit sélectionner pour chacun des condensateurs du circuit 10 des valeurs de
capacité cibles nominales, qui sont compatibles avec l'objec-
tif de former une séquence de valeurs à pondération binaire.
On sélectionne tout d'abord une valeur cible nominale commode pour le condensateur de référence CREF. Pour permettre une réalisation commode dans un circuit intégré monolithique MOS, le condensateur de référence CREF peut avoir par exemple une valeur de 1,0 pF. On choisit le condensateur principal 14 de façon qu'il ait une capacité nominale approximativement égale
à 95 % de celle du -condensateur de référence CREF.
On définit le premier ensemble de condensateurs d'ajustement 20, 22, 24 de façon que ses éléments aient une plage d'ajustement nominale de valeurs de capacité d'environ % de celle du condensateur principal 14. Les condensateurs d'ajustement 20, 22 et 24 peuvent être prévus de façon à avoir des valeurs de capacité nominales qui forment une série de valeurs à pondération binaire, ils peuvent être prévus de façon à avoir des capacités mutuellement égales, ou bien ils peuvent être prévus de façon à avoir des valeurs de capacité nominales qui forment une série de valeurs dansl.laquelle chaque valeur est dans la plage comprise entre 0,5 et 1 fois
la valeur précédente, avec les bornes exclues.
De façon similaire, le condensateur principal 16
peut être prévu de façon à avoir une valeur de capacité no-
minale approximativement égale à 95 % de celle d'une capacité idéale dans un circuit non étalonné. Pour l'exemple de 1,0 pF
pour le condensateur de référence CREF, la capacité résultan-
te finale idéale associée au condensateur principal 14 est de 1,0 pF et la capacité résultante finale idéale associée au
condensateur principal 16 est de 2,0 pF.
Le second ensemble de condensateurs d'ajustement
26, 28, 30, 32 est prévu de façon à avoir une plage d'ajuste-
ment nominale d'environ 10 % de la valeur de capacité résul-
tante finale idéale qui est associée au condensateur princi-
pal 16.
De la même manière, le condensateur principal 18 est prévu de façon à avoir une capacité nominale d'environ
% de la valeur de capacité résultante finale idéale pondé-
rée de façon binaire (4,0 pF pour l'exemple donné), et son troisième ensemble associé de condensateurs d'ajustement 34,
36, 38, 40 et 42 est prévu de façon à procurer une plage no-
minale d'ajustement de capacité égale à environ 10 % de cette
valeur idéale.
De la même manière que pour le premier ensemble de
condensateurs d'ajustement, le second ensemble de condensa-
teurs d'ajustement et le troisième ensemble de condensateurs d'ajustement peuvent être respectivement constitués par des condensateurs qui, par conception, forment de façon nominale une série de valeurs à pondération binaire, ou bien une série
de valeurs dans laquelle chaque valeur est dans la plage com-
prise entre 0,5 et 1 fois la valeur précédente, avec les bor-
nes exclues, ou bien les condensateurs peuvent etre conçus de
façon à avoir des valeurs de capacité égales.
En considérant maintenant la figure lB, on voit une réalisation en technologie MOS des éléments de commutation de la figure 1A. Le comparateur de tension 12 et chacun des con-
densateurs du circuit 10 peulent être réalisés aisément:et commo-
dément avec la technologie de fabrication MOS actuelle, pour
l'intégration dans un circuit intégré monolithique.
En considérant maintenant la figure 2, on va décrire
une procédure pour l'ajustement des capacités du circuit 10.
On sélectionne tout d'abord en El, pour l'ajustement, le condensateur
principal qui, par conception, a une capacité légèrement in-
férieure à la capacité du condensateur de référence CREF.
Dans le circuit 10, ce condensateur est le condensateur prin-
cipal 14. On connecte en E2 le condensateur principal sélectionné en parallèle avec le plus grand des condensateurs de son ensemble
associé de condensateurs d'ajustement, pour former une capaci-
té résultante. On compare ensuite en E3 la valeur de cette capacité
résultante avec la capacité de référence.
Les figures 3A et 3B représentent un moyen simple
pour comparer la capacité de référence avec la capacité résul-
tante. Comme le montre la figure 3A0 lorsque l'élément de com-
mutation 72 est fermé, une borne du condensateur de référence CREF est connectée à la tension de référence VREF, tandis
qu'une borne de la capacité résultante CRESULTANTE est connec-
tée à GND. Le comparateur de tension 12 place le noeud flot-
tant 44 à un potentiel de masse virtuelle.Par conséquent, le
condensateur de référence CREF se charge à la tension de réfé-
rence VREF et la capacité résultante CRESULTANTE se charge à
GND. La figure 3B illustre l'étape suivante dans la comparai-
son des capacités. Premièrement, on ouvre l'élément de commu-
tation 72. Ensuite, on connecte le condensateur de référence CREF à GND, tandis qu'on connecte la capacité résultante CRESULTANTE à la tension de référence VREF. En supposant que la tension de référence VREF soit une tension positive, le noeud flottant 44 passe à une tension plus positive que GND
si la capacité résultante CRESULTANTE est supérieure à la ca-
pacité du condensateur de référence CREF. Inversement, le noeud flottant 44 passe à une tension plus négative que GND si la capacité du condensateur de référence CREF est supé-
rieure à celle de la capacité résultante CRESULTANTE. Le com-
parateur de tension 12 produit un 0 logique ou un 1 logique pour le signal RESULTAT en fonction de la capacité qui est'la
plus élevée.
En retournant à la figure 2, on note en E4 que.si la ca-
pacité résultante est supérieure à la capacité de référence, le plus grand condensateur d'ajustement est déconneeté (E5), Si la
capacité résultante n'est pas supérieure à la capacité de ré-
férence, le plus grand condensateur d'ajustement est maintenu
connecté en parallèle avec son condensateur principal associé.
Dans un cas comme dans l'autre, l'étape suivante consiste à connecter le second condensateur d'ajustement, par ordre de capacité décroissante, du premier ensemble de condensateurs
d'ajustement, pour former une nouvelle capacité rêsultante.(E6).
De la même manière que précédemment, on compare en E7 la nouvelle
capacité résultante à la capacité de référence; et si la nou-
velle capacité résultante est supérieure à la capacité de ré-
f érence (E8), on déconnecte en E9 ce condensateur d'ajustement connecté -
le plus récemment, tandis que dans le cas contraire on le laisse connecté en parallèle avec le premier condensateur principal. Ce processus consistant à connecter le condensateur d'ajustement de valeur immédiatement inférieure est répété
jusqu'à ce que chaque condensateur ait été essayé.(E1û). En utili-
sant un nombre suffisant de condensateurs d'ajustement, on peut faire en sorte que la capacité ajustée résultante finale associée au condensateur principal 14 soit presque exactement
égale à la capacité du condensateur de référencé CREF.
Après avoir déterminé la capacité résultante finale
associée au condensateur principal 14, on connecte en E11 cette ca-
padité en parallèle avec le condensateur de référence CREF, pour former une nouvelle capacité de référence qui a une valeur presque exactement égale au double de celle du condensateur de
référence CREF. Pour connecter en parallèle sur le condensa-
teur de référence CREF la capacité résultante finale associée au condensateur principal 14, il suffit de commuter simultané-
ment les éléments de commutation.74 et 46 vers les mêmes ten-
sions. On utiliseensuite la nouvelle capacité de référence
en tant que référence pour l'ajustement de la capacité résul-
tante associée au condensateur principal de capacité immédia-
tement supérieurequi, dans le circuit 10, est le condensateur principal 16. Lorsqu'on répète la procédure décrite ci-dessus pour le condensateur principal 16 et son jeu de condensateurs
d'ajustement, on obtient une capacité résultante finale asso-
ciée au condensateur 16 dont la valeur est presque exactement égale à deux fois la valeur de la capacité résultante finale
associée au condensateur principal 14.
On répète la procédure décrite ci-dessus, un con-
densateur d'ajustement à la fois; jusqu'à ce que tous les condensateurs principaux aient été ajustés (E12). A ce point, la procédure d'étalonnage est terminée(E13). Bien que le circuit 10
comprenne seulement trois condensateurs principaux pour défi-
nir trois valeurs pondérées de façon binaire, il faut noter que le circuit peut être étendu à de plus longues séquences à
pondération binaire.
En considérant maintenant la figure 4, on voit une partie d'un convertisseur analogique-numérique qu'on peut faire fonctionner conformément au procédé décrit en relation
avec la figure 2. Le convertisseur analogique-numérique com-
prend un noeud d'entrée analogique désigné par AIN, un circuit logique de commande 80, des éléments de commutation principaux
82, 84, 86 et 88 et une mémoire vive d'étalonnage 90.
Le circuit logique de commande 80 reçoit le signal
RESULTAT provenant du comparateur de tension 12, et il appli-
que des signaux de commande aux éléments de commutation prin-
cipaux, à l'élément de commutation 72 et à la mémoire vive
d'étalonnage 90.
Pour l'auto-étalonnage, le circuit logique de com-
mande 80 actionne les éléments de commutation conformément au procédé représenté sur la figure 2. Conformément à la descrip- tion précédente, l'étalonnage consiste en une procédure en plusieurs étapes dans laquelle une décision de conservation
ou d'abandon est prise séquentiellement pour chaque condensa-
teur d'ajustement. Il est commode de considérer chacune de ces
décisions de conservation ou d'abandon comme une étape d'ajus-
tement de capacité distincte d'une procédure d'étalonnage en plusieurs étapes. Le circuit logique de commande 80 applique des signaux COMMANDE DE MEMOIRE à la mémoire vive d'étalonnage
, pour enregistrer une information qui indique si un conden-
sateur d'ajustement particulier est connecté ou non en paral-
lele avec son condensateur principal associé. La mémoire vive
d'étalonnage 90 produit des signaux COMMANDE ELEMENTS DE COM-
MUTATION D'AJUSTEMENT, à raison d'un pour chaque condensateur d'ajustement, pour établir la configuration appropriée des
condensateurs d'ajustement.
Le circuit logique de commande 80 produit également des signaux COMMANDE ELEMENTS DE COMMUTATION PRINCIPAUX pour actionner les éléments de commutation principaux 82, 84, 86
et 88.
On décrira maintenant en relation avec la figure 5
le fonctionnement du circuit de conversion analogique-numéri-
que de la figure 4 dans trois modes différents. L'échelle de temps supérieure de la figure 5 représente le fonctionnement
du convertisseur analogique-numérique lorsqu'il effectue uni-
quement des conversions analogique-numérique. Un cycle de conversion complet exige deux opérations, qu'on désigne ici par P pour POURSUITE et C pour CONVERSION. Pendant l'opération
POURSUITE, l'élément de commutation 76 du comparateur de ten-
sion 12 est fermé, ce qui établit une masse virtuelle au noeud
flottant 44. La borne commutable de chaque condensateur prin-
f cipal dans le réseau de condensateurs est connectée à l'entrée analogique AIN par l'intermédiaire des éléments de commutation principaux 84, 86 et 88. Le condensateur CREF est connecté de façon similaire à l'entrée analogique AIN par l'intermédiaire de l'élément de commutation principal 82. Pendant la partie CONVERSION, l'élément de commutation 72 est ouvert et, d'une manière classique pour un convertisseur analogiquenumérique
par approximations successives, le circuit génère un code nu-
mérique qui est représentatif du signal d'entrée analogique.
La séquence de valeurs de capacité à pondération binaire doit être extrêmement précise pour procurer la précision exigée sur
toute la gamme des tensions d'entrée analogiques.
La seconde échelle de temps de la figure 5 illustre le fonctionnement dans un mode correspondant seulement à
l'étalonnage. La décision de conserver ou d'abandonner un con-
densateur d'ajustement particulier peut être considérée comme
une étape comprenant une opération MISE A ZERO AUTOMATIQUE dé-
signée ici par MAZ, suivie par une opération MESURE, désignée ici par un astérisque. Pour un grand réseau de capacités, du type nécessaire pour un convertisseur analogique-numérique de précision ayant plus de 14 bits, un grand nombre d'étapes de ce type sont requises, à savoir une pour chaque condensateur
d'ajustement incorporé dans le réseau.
La troisième échelle de temps de la figure 5 illus-
tre un mode entrelacé dans lequel des cycles de conversion et des opérations uniques d'ajustement de capacité d'étalonnage sont entrelacés d'une manière selon laquelle la procédure
d'étalonnage est cdntinue et transparente pour l'utilisateur.
Dans ce mode entrelacé, les étapes séparées d'ajustement de capacité de la procédure d'étalonnage sont entrelacées avec des cycles de conversion analogique-numérique. Pour un tel mode de fonctionnement, il est préférable que la mémoire vive d'étalonnage 90 ait une capacité suffisante pour enregistrer deux ensembles complets d'information: un ensemble comprenant l'information qui provient de la procédure d'étalonnage la
plus récente ayant été entièrement exécutée, et l'autre ensem-
ble d'information concernant l'étalonnage qui est en cours.
La description précédente permet de comprendre aisé-
ment un procédé d'étalonnage pour des condensateurs dans un circuit intégré et l'application de ce procédé à un convertis-
seur analogique-numérique. Il va de soi que de nombreuses mo-
difications peuvent être apportées au procédé décrit, sans
sortir du cadre de l'invention.
Claims (4)
1. Procédé pour ajuster un ensemble de capacités
dans un circuit intégré monolithique dans lequel il est sou-
haitable que cet ensemble de capacités forment une séquence de valeurs à pondération binaire, ce circuit intégré monoli- thique comprenant un ensemble de condensateurs principaux
(14, 16, 18) et plusieurs ensembles de condensateurs d'ajuste-
ment (20, 22, 24'; 26,:28, 30, 32; 34, 36, 38, 40, 42), cha'-
cun des ensembles de condensateurs d'ajustement étant associé à l'un particulier des condensateurs principaux (14, 16, 18),
caractérisé en ce que: (a) on connecte un condensateur prin-
cipal de l'ensemble de condensateurs principaux (14, 16, 18) en parallèle avec un condensateur d'ajustement de l'ensemble de condensateurs d'ajustement qui est associé au condensateur
principal considéré, pour former ainsi une capacité résultan-
te; (b) on détermine si la valeur de cette capacité résul-
tante est supérieure ou inférieure à celle d'une capacité de référence; (c) on déconnecte le condensateur d'ajustement du condensateur principal si la valeur de la capacité résultante est supérieure à celle de la capacité de référence; (d) on
connecte en parallèle avec le condensateur principal considé-
ré un autre condensateur d'ajustement de l'ensemble associé de condensateurs d'ajustement, pour former ainsi une nouvelle
capacité résultante destinée à remplacer la capacité résul-
tante précitée; (e) on détermine si la valeur de la nouvelle capacité résultante est supérieure ou inférieure à celle de
la capacité de référence; (f) on déconnecte cet autre con-
densateur d'ajustement du condensateur principal si la valeur de la nouvelle capacité résultante est supérieure à celle de la capacité de référence; (g) on répète les étapes (d) à
(f) jusqu'à ce que chaque condensateur d'ajustement de l'en-
semble associé de condensateurs d'ajustement ait été connecté en parallèle avec le condensateur principal, et jusqu'à ce qu'on ait déterminé s'il fallait déconnecter successivement chaque condensateur d'ajustement du condensateur principal, grâce à quoi on obtient une capacité résultante finale qui
comprend la capacité du condensateur principal; (h) on con-
necte cette capacité résultante finale en parallèle avec la capacité de référence pour former une nouvelle capacité de référence; et (i) on répète les étapes (a) à (h) avec un
condensateur principal différent, jusqu'à ce qu'on ait uti-
lisé tous les condensateurs principaux (14, 16, 18).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérise
en ce que: (a) chacun des ensembles de condensateurs d'ajus-
tement comprend plusieurs condensateurs (20, 22, 24; 26, 28, , 32; 34, 36, 38, 40, 42), et les valeurs de capacité de ces condensateurs d'ajustement forment une série de valeurs dans laquelle chaque valeur est dans la plage comprise entre 0,5 et 1 fois la valeur précédente, les bornes de cette plage étant exclues; et (b) les condensateurs d'ajustement sont connectés à leur condensateur principal associé dans l'ordre
allant de la plus grande capacité à la plus petite.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que: (a) chacun des ensembles de condensateurs d'ajus-
tement comprend plusieurs condensateurs (20, 22, 24; 26, 28, , 32; 34, 36, 38, 40, 42), dont les valeurs de capacité forment une série de valeurs à pondération binaire; et (b)
les condensateurs d'ajustement sont connectés à leur conden-
sateur principal associé dans l'ordre allant de la plus grande
capacité à la plus petite.
4. Procédé pour faire fonctionner un convertisseur analogique-numérique, caractérisé en ce que des étapes
d'ajustement de capacité séparées, faisant partie d'une procé-
dure d'étalonnage en plusieurs étapes, sont séquentiellement
entrelacées avec un ensemble de conversions analogique-numéri-
que.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/809,530 US4709225A (en) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | Self-calibration method for capacitors in a monolithic integrated circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2591753A1 true FR2591753A1 (fr) | 1987-06-19 |
| FR2591753B1 FR2591753B1 (fr) | 1989-09-15 |
Family
ID=25201542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR868617487A Expired FR2591753B1 (fr) | 1985-12-16 | 1986-12-15 | Procede d'auto-etalonnage pour des condensateurs dans un circuit integre monolithique |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4709225A (fr) |
| JP (1) | JPS62145854A (fr) |
| DE (1) | DE3642070A1 (fr) |
| FR (1) | FR2591753B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0407848A2 (fr) * | 1989-07-12 | 1991-01-16 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Circuit d'ajustage et procédé d'ajustage utilisant un tel circuit d'ajustage |
| EP0641080A2 (fr) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Motorola, Inc. | Procédé et dispositif de réduction de la gigue et d'amélioration de la testabilité d'un oscillateur |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4903024A (en) * | 1987-10-23 | 1990-02-20 | Westinghouse Electric Corp. | A/D converter system with error correction and calibration apparatus and method |
| ATE109325T1 (de) * | 1988-09-30 | 1994-08-15 | Siemens Ag | Selbstkalibrierender a/d- und d/a-wandler. |
| DE3941323C2 (de) * | 1988-12-14 | 1994-04-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Halbleiterelement mit einer integrierten Induktivität und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US4989002A (en) * | 1990-02-12 | 1991-01-29 | Texas Instruments Incorporated | Common-mode error self-calibration circuit and method of operation |
| US5235335A (en) * | 1992-06-02 | 1993-08-10 | Texas Instruments Incorporated | Circuit and method for tuning capacitor arrays |
| US5319370A (en) * | 1992-08-31 | 1994-06-07 | Crystal Semiconductor, Inc. | Analog-to-digital converter with a continuously calibrated voltage reference |
| DE4313745A1 (de) * | 1993-04-27 | 1994-11-03 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Kompensation von Bauteiletoleranzen in Analog-Digital-Konvertern |
| US5434569A (en) * | 1993-09-01 | 1995-07-18 | Texas Instruments Incorporated | Methods for adjusting the coupling capacitor of a multi-stage weighted capacitor A/D converter |
| DE69507023T2 (de) * | 1994-04-29 | 1999-06-10 | Analog Devices Inc | Ladungswiederverteilung-ad-wandler mit systemeichung |
| US5600322A (en) * | 1994-04-29 | 1997-02-04 | Analog Devices, Inc. | Low-voltage CMOS analog-to-digital converter |
| US5600275A (en) * | 1994-04-29 | 1997-02-04 | Analog Devices, Inc. | Low-voltage CMOS comparator with offset cancellation |
| US5594612A (en) * | 1994-08-24 | 1997-01-14 | Crystal Semiconductor Corporation | Analog-to-digital converter with digital linearity correction |
| US5594439A (en) * | 1994-08-24 | 1997-01-14 | Crystal Semiconductor Corporation | Diagnosing problems in an electrical system by monitoring changes in nonlinear characteristics |
| US5583501A (en) * | 1994-08-24 | 1996-12-10 | Crystal Semiconductor Corporation | Digital-to-analog converter with digital linearity correction |
| US5621406A (en) * | 1994-09-29 | 1997-04-15 | Rosemount Inc. | System for calibrating analog-to-digital converter |
| US5668551A (en) * | 1995-01-18 | 1997-09-16 | Analog Devices, Inc. | Power-up calibration of charge redistribution analog-to-digital converter |
| US5621409A (en) * | 1995-02-15 | 1997-04-15 | Analog Devices, Inc. | Analog-to-digital conversion with multiple charge balance conversions |
| DE19512495C1 (de) * | 1995-04-04 | 1996-08-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Selbstkalibrierung eines A/D- oder D/A-Wandlers |
| DE69531058D1 (de) * | 1995-12-20 | 2003-07-17 | Ibm | Halbleiter IC chip mit elektrisch verstellbaren Widerstandstrukturen |
| US5905398A (en) * | 1997-04-08 | 1999-05-18 | Burr-Brown Corporation | Capacitor array having user-adjustable, manufacturer-trimmable capacitance and method |
| US6194946B1 (en) | 1998-05-07 | 2001-02-27 | Burr-Brown Corporation | Method and circuit for compensating the non-linearity of capacitors |
| DE69915251D1 (de) * | 1999-03-24 | 2004-04-08 | St Microelectronics Srl | Analog-Digital-Wandler mit Eintakteingang |
| US6424276B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-07-23 | Cirrus Logic, Inc. | Successive approximation algorithm-based architectures and systems |
| US6348885B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-02-19 | Cirrus Logic, Inc. | System and method for digitally calibrating an analog-to-digital converter |
| US6448845B2 (en) | 1999-09-30 | 2002-09-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Trimmable reference generator |
| US6369740B1 (en) | 1999-10-22 | 2002-04-09 | Eric J. Swanson | Programmable gain preamplifier coupled to an analog to digital converter |
| US6590517B1 (en) | 1999-10-22 | 2003-07-08 | Eric J. Swanson | Analog to digital conversion circuitry including backup conversion circuitry |
| US6310518B1 (en) | 1999-10-22 | 2001-10-30 | Eric J. Swanson | Programmable gain preamplifier |
| US6414619B1 (en) | 1999-10-22 | 2002-07-02 | Eric J. Swanson | Autoranging analog to digital conversion circuitry |
| US6476751B1 (en) * | 2000-03-29 | 2002-11-05 | Photobit Corporation | Low voltage analog-to-digital converters with internal reference voltage and offset |
| EP1490974A4 (fr) * | 2001-11-30 | 2006-02-22 | Second Sight Medical Prod Inc | Convertisseur numerique / analogique a grilles flottantes |
| US6857313B2 (en) * | 2003-03-31 | 2005-02-22 | Rochester Gauges, Inc. | Self-calibrating capacitance gauge |
| US6869895B1 (en) | 2003-09-30 | 2005-03-22 | International Business Machines Corporation | Method for adjusting capacitance of an on-chip capacitor |
| US7921873B2 (en) | 2004-01-22 | 2011-04-12 | Rochester Gauges, Inc. | Service valve assembly having a stop-fill device and a liquid level indicating dial |
| US7293578B2 (en) | 2004-01-22 | 2007-11-13 | Rochester Gauges, Inc. | Gauge assembly having a stop fill device |
| US7726334B2 (en) | 2004-01-22 | 2010-06-01 | Rochester Gauges, Inc. | Service valve assembly having a stop-fill device and remote liquid level indicator |
| US7340366B2 (en) * | 2004-03-04 | 2008-03-04 | Atmel Corporation | Method and apparatus of temperature compensation for integrated circuit chip using on-chip sensor and computation means |
| WO2007041378A1 (fr) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Cirrus Logic, Inc. | Etalonnage d'un convertisseur analogique-numerique par approximations successives pour systeme a nombres redondants |
| US7690323B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-04-06 | Rochester Gauges, Inc. | Gauge head assembly with non-magnetic insert |
| US7609184B2 (en) * | 2007-11-08 | 2009-10-27 | Advantest Corporation | D-A convert apparatus and A-D convert apparatus |
| US7855610B2 (en) * | 2008-05-07 | 2010-12-21 | Qualcomm Incorporated | VCO capacitor bank trimming and calibration |
| TWI367634B (en) * | 2009-02-09 | 2012-07-01 | Prolific Technology Inc | Self-calibration circuit and method for capacitors |
| US8253614B1 (en) * | 2009-09-01 | 2012-08-28 | Marvell International Ltd. | Analog-to-digital conversion methods and systems |
| US8688393B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-04-01 | Medtronic, Inc. | Techniques for approximating a difference between two capacitances |
| US9086450B2 (en) * | 2010-10-04 | 2015-07-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for measuring capacitances of capacitors |
| US8933712B2 (en) | 2012-01-31 | 2015-01-13 | Medtronic, Inc. | Servo techniques for approximation of differential capacitance of a sensor |
| US8810443B2 (en) | 2012-04-20 | 2014-08-19 | Linear Technology Corporation | Analog-to-digital converter system and method |
| US9041569B2 (en) | 2013-06-28 | 2015-05-26 | Silicon Laboratories Inc. | Method and apparatus for calibration of successive approximation register analog-to-digital converters |
| EP2903009A1 (fr) * | 2014-02-04 | 2015-08-05 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (publ) | Dispositif électronique, circuit et procédé permettant d'ajuster des composants électroniques |
| US10141870B2 (en) * | 2014-03-21 | 2018-11-27 | Mjg Innovations, Llc | Automated verification testing for a motor capacitor |
| EP3288183B1 (fr) * | 2016-08-24 | 2021-01-13 | NXP USA, Inc. | Transistor de puissance avec commande d'harmonique |
| TWI664826B (zh) | 2018-02-23 | 2019-07-01 | 立積電子股份有限公司 | 電容調整方法及電容調整裝置 |
| US10673455B2 (en) * | 2018-05-11 | 2020-06-02 | Texas Instruments Incorporated | Sample and hold circuit with indefinite holding time |
| US11431348B2 (en) * | 2020-02-21 | 2022-08-30 | Semiconductor Components Industries, Llc | Two-capacitor digital-to-analog converter |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1526196A (en) * | 1975-11-24 | 1978-09-27 | Plessey Co Ltd | Capacitors |
| EP0064147A2 (fr) * | 1981-05-04 | 1982-11-10 | Texas Instruments Incorporated | Autoétalonnage de convertisseurs AN |
| EP0078608A2 (fr) * | 1981-11-03 | 1983-05-11 | Texas Instruments Incorporated | Convertisseur analogique-numérique |
| FR2574606A1 (fr) * | 1984-12-11 | 1986-06-13 | Efcis | Convertisseur numerique analogique a redistribution de charges capacitives avec autocalibration |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4028694A (en) * | 1975-06-10 | 1977-06-07 | International Business Machines Corporation | A/D and D/A converter using C-2C ladder network |
| JPS5935527B2 (ja) * | 1978-04-10 | 1984-08-29 | 日本電信電話株式会社 | デイジタル・アナログ間変換器 |
| JPS5797682A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Clarion Co Ltd | Variable capacitance device |
| JPS5885627A (ja) * | 1981-11-03 | 1983-05-23 | テキサス・インスツルメンツ・インコ−ポレイテツド | アナログ／デジタル変換回路 |
| US4568917A (en) * | 1983-06-27 | 1986-02-04 | Motorola, Inc. | Capacitive digital to analog converter which can be trimmed up and down |
-
1985
- 1985-12-16 US US06/809,530 patent/US4709225A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-12-09 DE DE19863642070 patent/DE3642070A1/de active Granted
- 1986-12-15 FR FR868617487A patent/FR2591753B1/fr not_active Expired
- 1986-12-15 JP JP61299798A patent/JPS62145854A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1526196A (en) * | 1975-11-24 | 1978-09-27 | Plessey Co Ltd | Capacitors |
| EP0064147A2 (fr) * | 1981-05-04 | 1982-11-10 | Texas Instruments Incorporated | Autoétalonnage de convertisseurs AN |
| EP0078608A2 (fr) * | 1981-11-03 | 1983-05-11 | Texas Instruments Incorporated | Convertisseur analogique-numérique |
| FR2574606A1 (fr) * | 1984-12-11 | 1986-06-13 | Efcis | Convertisseur numerique analogique a redistribution de charges capacitives avec autocalibration |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 19, no. 6, novembre 1976, pages 2360-2362, New York, US; Y.S. YEE: "Adaptive reference voltage adjustment for an analog-to-digital converter" * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0407848A2 (fr) * | 1989-07-12 | 1991-01-16 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Circuit d'ajustage et procédé d'ajustage utilisant un tel circuit d'ajustage |
| EP0407848A3 (en) * | 1989-07-12 | 1991-04-03 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Trimming circuit and trimming method performable using such a trimming circuit |
| EP0641080A2 (fr) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Motorola, Inc. | Procédé et dispositif de réduction de la gigue et d'amélioration de la testabilité d'un oscillateur |
| EP0641080A3 (fr) * | 1993-08-25 | 1996-06-12 | Motorola Inc | Procédé et dispositif de réduction de la gigue et d'amélioration de la testabilité d'un oscillateur. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2591753B1 (fr) | 1989-09-15 |
| JPS62145854A (ja) | 1987-06-29 |
| DE3642070C2 (fr) | 1990-10-04 |
| DE3642070A1 (de) | 1987-06-19 |
| US4709225A (en) | 1987-11-24 |
| JPH0350421B2 (fr) | 1991-08-01 |
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